资源环境科学专业实验课程改革与综合素质培养

徐晓峰 王发园 石兆勇 王浩 李亚娟 常会庆 郭大勇 王旭刚

摘 要：实验课程是资源环境科学专业素质形成的重要培养途径，如何适应当代科技发展，适时调整实验课程的设置，改善专业培养效果，是该专业面临的急迫问题。该文分析了资源环境科学专业实验课程所面临的问题，探讨了实验课程教学的核心目标和综合实验素质，并从实验项目的设置、实验指导环节、实验课堂考核和实验课程考核等多个方面对综合实验素质的培养途径进行了初步的探索。

关键词：实验教学 综合素质 资源环境科学专业 素质培养

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（a）-0155-02

实验教学是资源环境科学专业培养方案中的一个特色，实验课程数量多，涉及面广，及包括原土壤农化分析的实验内容，也包括环境监测方面的内容，并且贯穿于整个培养阶段。近十几年，自动化分析仪器发展非常迅速，原本作为高端设备的ICP、原子吸收、气相和液相色谱等大型设备得到普及，环境领域各种便携式测定仪器也很丰富。原本需要实验室分析的许多项目，现在不少已经可以实现现场实时自动监测，暂时无法实现自动监测的项目，分析测试的程序也得到极大简化和便利。传统资源环境科学专业的不少实验项目，现在已经为仪器所替代。这一现状迫使人们思考一个问题，资源环境科学专业的实验课程应该如何改革。其中，关键是什么是资源环境科学专业的核心实验素质？该文拟从资源环境科学专业实验教学面临的问题分析入手，探讨资源环境科学专业核心实验素质，并初步探索了资源环境科学专业核心实验素质的培养途径。

1 资源环境科学专业实验课程改革面临的问题

1.1 实验项目陈旧

以环境监测为例，便携式水质测定仪可以自动监测包括溶解氧、Eh、COD、氨氮、铜、铁、镍、六价铬、磷酸根、亚硝酸盐、硝酸盐等多个指标。但在实验课程设置中，仍然分别开设溶解氧、COD的测定、氨氮、铜、铁、镍、磷酸根等，涉及众多仪器设备。不但操作步骤繁复，也不切实用。实验指导老师在教学中工作量繁重，学生在学习过程中也很迷茫，不知道学了有什么用。而实际到用的时候，往往又测不准，不会用仪器设备。现有的实验项目设置未能充分反映现代科技最新进展，也未实现与实践工作的接轨。这一现状导致不少学生在实验课程中消极怠工、甚至逃课。

1.2 实验教学模式过于强调实验步骤的掌握

实验课程中，往往把如何做作为教学的重点。这一教学内容的特点，一方面是演示实验的特性决定；另一方面也是出于安全，而现在的学生往往实验技能较弱。由于这些原因，实验指导教师在实验教学中往往手把手地教如何移液、如何消煮、如何定容等，把具体的实验过程盯的很牢。结果导致实验教学重视怎么做，而忽视实驗技能与实验质量。同时，由于教学过程中，虽然指导教师是围绕学生开展教学，而实际上学生往往被动依从教师的指导，亦步亦趋地完成实验程序，容易使学生逐渐形成对指导教师的依赖，缺乏主动性和积极性，更谈不上对实验现象和原理的分析与探讨了。

1.3 忽视分析测试质量意识的培养

目前的教学过程中，往往把实验原理、实验步骤等作为核心讲解内容，同时重视对实验风险进行预防。然而，如何保证实验分析测试的准确性、实验结果的精密性，在很多实验课程中往往被忽视。由于在教学实践中缺乏有意识地设计，实验指导教师对这一教学内容忽视，学生更不会意识到这一部分内容的重要性。结果导致虽然学习了很多实验项目，但没有培养起分析测试的质量意识。

1.4 不善于运用自动测定分析仪器开展实验课程

在农化和环境监测中，pH仪、溶解氧仪、噪声仪等设备已经得到应用。这些自动监测仪器的引入课堂，简化了课堂中操作步骤。也给教学带来了问题。自动测定仪器获得数据快，学生要做的工作也少，所需时间也少。如pH测定，从准备到获得数据，也就半个多小时；溶解氧仪测溶解氧更快，几分钟就搞定了。在现有的课程教学模式中，自动测定仪器的引入，并没有为教学带来新动力，反而令教学陷入尴尬。如何有效利用自动分析测试仪器，已经是亟待解决的问题了。

2 实验课程教学的核心目的和核心实验素质的反思

实验课程的教学目的到底是什么？是掌握实验方法吗？还是只是为了掌握原理？实验课是为培养实践技能服务，还是为了理论课程服务？如何结合资源环境科学这一专业的整体培养目标，不难发现，实验课程的教学目的显然不应该是上述内容。资源环境科学专业的学生实验内容丰富，动手能力强，应该是就业竞争的主要特色与优势。分析测试，是很多企事业单位的一项基本工作内容。显然，分析测试的质量攸关重要。分析测试不但要求会测定，更需要测的准，测的精密，能反应样品的基本特性。要实现这一目的，就需要分析测试人员具有科学规范的取样计算，严谨的分析测试工作作风，和高超的实验技能。而这一切，离不开下述素质：严谨的实验态度；扎实的理论基础；科学的取样方法；严格的质量控制；娴熟的实验技能。为此，实验课程的训练内容，有必要围绕上述目标展开。

3 培养核心实验素质的途径初探

要实现以上培养目标，关键一方面是充分调动同学们的学习积极性；另一方面教学内容要具有吸引力。也就是说，同学们要愿意学，学的有兴趣，学过感觉有价值。为了实现这一目标，初步形成了以下培养措施。

首先，在教学内容的制定方面，推行以测定项目为导向的实验教学内容，替代原来实验项目为导向的教学内容。从而实现以能力培养为主，替代原来的技能培养为主的教学内容。以水体溶解氧的测定为例。在开展溶解氧测定的实验时，传统教学内容包括：首先讲解实验原理、步骤、计算方法等；而后让同学们利用实验员预先准备好的水样和实际，按照实验步骤进行操作，在获得滴定值后，用指导教师所给的公式计算结果，撰写实验报告。这一实验程序下来，同学们虽然学习了溶解氧的具体测定原理与方法，然而并未掌握取样方法、样品预处理与保存方法。也不会配置所用试剂。回头到单位工作，仍然不会测定溶解氧这一项目。试想，分析员做分析，难道还要再为他配置一位试剂配制员？

在以测定项目为导向的实验教学中，教学内容的中心放在了如何准确获取溶解氧数据上。要求同学在这一要求的基础上，积极参与到水样的采集、溶解氧的固定保存、试剂配置、测定、数据处理、结果计算、报告撰写等整个过程。也就是要教全套的实验方法，同学们也要学全套的实验方法。在溶解氧这个例子中，溶解氧能不能测的准，關键环节当然不止一两个，但取样方法不科学，溶解氧固定保存方法不合适，显然是决定溶解氧这一测定项目是否准确的首要环节。如果取样随意，没有严格按照取样方法的规范采集水面下一定深度的水样；取样过程如果不能有效避免扰动，又如何代表原水体的溶解氧水平？

采用一测定项目为导向的实验教学内容，不但可以让同学们掌握全套的实验技能，也可以培养他们的学习兴趣。因为，所学与以后工作中的所用是一致的。由于同学们完全可以看到，实验课中所学，就是以后工作中所用的方法，学习起来自然有动力。而经过这样的实验训练，以后在工作中遇到，也不会感到不知所措。

其次，切实改变实验教学与指导模式，为测定项目为导向的教学内容服务。以河水中全磷含量的测定为例，在实验开始，实验指导教师可以引导同学们组成实验小组，制定实验方案，决定具体的取样方法、样品保存方法、分析测试方法的选择。指导教师可以就同学们所提供的实验方案进行点评指导，分析优点与问题，提出改进的建议。总之，实验指导教师一定要从实验的主导地位转向服务的地位，让同学们来主导整个实验。当然，这一实验模式并不是在所有的实验项目都可以开展。但资源环境科学专业却适合开展这一教学模式。在理论课教学中，已经讲解了大量的各类测定项目的测定理论知识与实验方法。如果实验课仍讲解这些内容，显然是不合适的。

再次，切实改变实验课程的学习考核内容，实现从实验室工作习惯、实验报告规范、测定结果的准确度和精密度等方面开展考核，以替代传统上以实验报告为主的考核模式。在考核中，要充分突出实验室工作习惯，包括实验态度认真、仔细，动作规范有序，爱护仪器设备，节约实验耗材，遵守实验室纪律，保持实验室环境整洁，重视实验室安全。通过对工作习惯的重视和培养，既可以有效防止实验安全问题，也有利于培养良好的实验素质。

最后，扩充实验课程学习成绩的评定内容，以成绩为引导动力，引导同学们改变学习习惯，主动培养良好的实验素质。在实验课程学习成绩的评定过程中，要充分引入全面的评价机制，既要评价实验技能，也要评价实验操作规范，更好评价实验室工作习惯。

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